控制汞排放的方法转让专利
申请号 : CN201380054620.7
文献号 : CN104755152B
文献日 : 2016-09-07
发明人 : 布鲁斯·A·凯泽 , 杰腾德拉·沙 , 约翰·V·梅尔 , 罗伯特·W·多尔纳 , 袁建伟 , 丽贝卡·L·斯蒂尔斯 , 韦恩·卡尔森 , 达灵顿·姆兰博
申请人 : 纳尔科公司
摘要 :
借助于聚二硫代氨基甲酸化合物减少来自化石燃料的燃烧的汞排放到环境中的方法。聚二硫代氨基甲酸化合物用于使用烟道气脱硫系统或洗涤塔从得到的烟道气捕获汞。该方法使用聚二硫代氨基甲酸化合物连同洗涤塔来捕获汞并且减少汞的排放和/或与烟囱气体一起的再排放。该方法是降低汞的毒性水平的独特方法，其允许使用煤作为清洁且较环境友好的燃料源。
权利要求 :
1.一种控制来自燃烧过程的汞再排放的方法，所述方法包括：
(a)测量湿式烟道气脱硫器wFGD的洗涤塔液剂内的汞浓度、氧化还原电势ORP和/或硫化物浓度；
(b)使所述汞浓度、ORP和/或硫化物浓度与所述洗涤塔液剂中降低和/或防止汞再排放达到选定水平所需的汞再排放控制添加剂的量相关联；和(c)调节汞再排放控制添加剂至所述洗涤塔液剂中的添加速率，以达到汞再排放的选定水平。
2.如权利要求1所述的方法，其中测量汞浓度。
3.如权利要求1所述的方法，其中测量氧化还原电势。
4.如权利要求1所述的方法，其中测量硫化物浓度。
5.如权利要求1所述的方法，其中调节汞再排放控制添加剂的添加速率以使所述洗涤塔液剂的离子汞浓度降低至小于500ppt。
6.如权利要求1所述的方法，其中调节汞再排放控制添加剂的添加速率以使所述洗涤塔液剂的离子汞浓度降低至小于200ppt。
7.如权利要求1所述的方法，其中调节汞再排放控制添加剂的添加速率以使所述洗涤塔液剂的离子汞浓度降低至小于200ppt并且使来自所述洗涤塔液剂的百分比汞再排放降低至10％或更少。
8.如权利要求1所述的方法，其中调节汞再排放控制添加剂的添加速率以使所述洗涤塔液剂的汞浓度降低至小于100ppt并且使来自所述洗涤塔液剂的百分比汞再排放降低至
1％或更少。
9.如权利要求1所述的方法，其中测量所述ORP的值，并且调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使所述洗涤塔液剂的氧化还原电势降低100mV。
10.如权利要求1所述的方法，其中测量所述ORP的值，并且调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使所述洗涤塔液剂的氧化还原电势降低300mV。
11.如权利要求1所述的方法，其中测量所述ORP的值，并且调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使所述洗涤塔液剂的氧化还原电势降低400mV。
12.如权利要求1所述的方法，其中在调节汞再排放控制添加剂的添加速率之前，测量所述洗涤塔液剂的所述氧化还原电势以提供基线，其中其后增加汞再排放控制添加剂的添加速率，以使所述洗涤塔液剂的氧化还原电势降低50-400mV。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述洗涤塔液剂的氧化还原电势降低50-400mV与来自所述洗涤塔液剂的汞再排放减少至20％汞再排放或更少的值相关联。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述洗涤塔液剂的氧化还原电势降低50-400mV与来自所述洗涤塔液剂的汞再排放减少至10％汞再排放或更少的值相关联。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述洗涤塔液剂的氧化还原电势降低50-400mV与来自所述洗涤塔液剂的汞再排放减少至1％汞再排放或更少的值相关联。
16.如权利要求1所述的方法，其中调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使所述洗涤塔液剂的硫化物浓度增加至大于20ppm。
17.如权利要求1所述的方法，其中调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使所述洗涤塔液剂的硫化物浓度增加至大于50ppm。
18.如权利要求1所述的方法，其中调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使所述洗涤塔液剂的硫化物浓度增加至大于70ppm。
19.如权利要求1所述的方法，其中调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使所述洗涤塔液剂的硫化物浓度增加至20ppm至100ppm的范围。
20.如权利要求1所述的方法，其中调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使所述洗涤塔液剂的硫化物浓度增加至30ppm至70ppm的范围。
21.如权利要求1所述的方法，其中所述汞再排放控制添加剂是聚二硫代氨基甲酸化合物。
22.如权利要求1所述的方法，其中所述汞再排放控制添加剂是包含从5摩尔％至55摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团的二氯化乙烯氨聚合物。
23.如权利要求1所述的方法，其中所述汞再排放控制添加剂是源自以下至少两种单体的聚合物：丙烯酸-x和烷基胺，其中所述丙烯酸-x具有下式：其中X＝OR、OH及其盐，或NHR2并且其中R1和R2是H或烷基或芳基，其中R是烷基或芳基，其中所述聚合物的分子量在500至200,000之间，并且其中所述聚合物被改性以包含能够清除包含一种或更多种金属的一种或更多种组合物的官能团。
24.如权利要求23所述的方法，其中能够清除包含一种或更多种金属的一种或更多种组合物的所述官能团是包含硫的官能团。
25.如权利要求1所述的方法，其中所述汞再排放控制添加剂选自由以下各项组成的组：聚二硫代氨基甲酸化合物、硫化钠、氢硫化钠、二硫化钠、聚硫化物、二乙基二硫代氨基甲酸酯或其钠盐、二甲基二硫代氨基甲酸酯或其钠盐、无机聚硫化物或共混物、1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三硫酮的钠盐或钙盐、活性炭、2,3-二巯基丙醇、二巯基丁二酸、1,8-辛二硫醇、1,2-二硫戊环-3-戊酸、2-甲基-1,3-二硫戊环以及巯基乙酸或其钠盐。
26.如权利要求1所述的方法，其中汞浓度、氧化还原电势和硫化物浓度的测量中的至少一者是自动的。
27.如权利要求1所述的方法，其中汞再排放控制添加剂的添加速率的调节响应于所述汞浓度、所述氧化还原电势和所述硫化物浓度中的至少一者的测量是自动的。
28.如权利要求1所述的方法，其中连续监测汞浓度、氧化还原电势和硫化物浓度中的至少一者。
说明书 :
控制汞排放的方法
技术领域
[0001] 本公开大体涉及用于控制汞排放(mercury emissions)的方法，并且更特别地，涉及用于从湿式烟道气脱硫器控制汞再排放(mercury reemissions)的方法。
[0002] 背景
[0003] 环境保护署(EPA)最近公布了汞和空气毒物守则(Mercury and Air Toxics Rule)(MATS Rule)，其将要求燃烧化石燃料的全部发电单元(EGU)在接下来的三年内降低汞排放水平。这些单元中很多目前使用或将使用湿式烟道气脱硫器(wFGD)来满足酸性气体或SOx排放限值。wFGD使燃烧气体与碱性水溶液接触，该溶液可以由镁化合物、钠化合物、和石灰或石灰石的浆料组成以捕获并中和酸性气体，比如二氧化硫。碱性水溶液通常被称为“wFGD液剂”或“洗涤塔液剂(scrubber liquor)”。在强制氧化系统中，氧气可以被引入wFGD液剂中以使亚硫酸盐氧化成硫酸盐。在很多情况中，这形成石膏(硫酸钙)，作为洗涤的最终副产物。其他系统可以利用导致亚硫酸盐或混合的亚硫酸盐/硫酸盐作为副产物的抑制的或天然的氧化洗涤。
[0004] 作为燃料的污染物进入EGU的汞在燃烧期间被释放。离开锅炉的燃烧气体可以包含呈三种形式的汞：颗粒状汞、氧化的汞以及元素汞。颗粒状汞可以通过颗粒控制装置比如静电除尘器(ESP)和织物过滤器(FF)捕获。氧化的汞是水溶性的并且因而，wFGD能够把来自燃烧气体的氧化的汞吸收到液相中。在水中不可溶的元素汞难以使用现有的空气质量控制装置来捕获。因此，已经开发出机械方法比如固定床催化剂(例如，SCR)以及化学添加剂(例如，溴化钙、溴化氢、氯化铵)，机械方法使气相中的元素汞氧化以便随后用wFGD捕获。使捕获的汞离开经由wFGD的过程排出(blow down)。
[0005] 由于氧化的汞是水溶性的，所以wFGD理论上能够捕获燃烧气体中几乎100％的氧化的汞。然而，由能源部(DOE)以及许多实验室和商业研究收集的数据已经示出较低的捕获效率。较低效率是wFGD洗涤塔液剂内氧化的汞还原成元素汞(例如，Hg2+到Hg0)的结果。例如，一个还原反应涉及亚硫酸盐通过wFGD中的离子汞氧化以提供硫酸盐和元素汞。结果是穿过wFGD的洗净的燃烧气体中的元素汞含量的增加，并且从而如从化石燃料到烟囱所测量的总汞捕获的减少。氧化的汞在洗涤塔中的此减少以及随后的释放在工业中被称为汞再排放。因汞再排放而产生的wFGD汞捕获效率的损失将阻止某些EGU满足MATS Rule，迫使安装另外的资本设备。
[0006] 汞再排放当前通过添加基于硫的添加剂(有机和无机两者)或基于硫的改性无机物以使洗涤塔液剂中的离子汞螯合来解决，或者通过添加吸收剂比如活性炭来解决。在所有这些情况下，添加剂以先前已经示出减少再排放的超额速率被引入洗涤塔中。然而，在这些情况中，没有一个已经有相对于正常操作的自动控制这些再排放控制添加剂的添加速率的控制方法的任何开发。在化石燃料以及因此待处理的燃烧气体中发现的汞浓度的变化产生了添加剂的过量进料和不充分进料的时期。因此，在某些情况下，直接控制的缺乏导致添加剂的过量进料，这进而导致增加的操作成本和较高的废物产生。
[0007] 在本领域中存在控制汞再排放控制添加剂的添加速率以为洗涤塔提供适当量的添加剂而不过量进料或不充分进料添加剂的方法的需求。
[0008] 概述
[0009] 在一方面，公开了用于控制来自燃烧气体的汞再排放的方法。该方法可以包括测量湿式烟道气脱硫器(wFGD)的洗涤塔液剂内的离子汞浓度、氧化还原电势(ORP)和/或硫离子浓度；使汞浓度、ORP和/或硫化物浓度与洗涤塔液剂中降低和/或防止汞再排放达到选定水平所需的汞再排放添加剂的量相关联；和调节汞再排放控制添加剂至洗涤塔液剂中的添加速率，以达到汞再排放的选定水平(例如，满足MATS限值的汞再排放的期望水平)。
[0010] 在某些实施方案中，测量离子汞浓度，测量氧化还原电势，或测量硫离子浓度。在某些实施方案中，测量离子汞浓度、氧化还原电势和硫离子浓度的组合。
[0011] 在某些实施方案中，调节汞再排放控制添加剂的添加速率以使洗涤塔液剂的离子汞浓度降低至小于500ppt或小于200ppt。在某些实施方案中，调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使洗涤塔液剂的离子汞浓度降低至小于200ppt并且使来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放降低至10％或更少。在某些实施方案中，调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使洗涤塔液剂的汞浓度降低至小于100ppt并且使来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放降低至1％或更少。
[0012] 在某些实施方案中，测量ORP值，并且调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使洗涤塔液剂的氧化还原电势降低了至多100mV。在某些实施方案中，测量ORP值，并且调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使洗涤塔液剂的氧化还原电势降低了至多300mV。在某些实施方案中，测量ORP值，并且调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使洗涤塔液剂的氧化还原电势降低了至多400mV。
[0013] 在某些实施方案中，在调节汞再排放控制添加剂的添加速率之前，测量洗涤塔液剂的氧化还原电势以提供基线ORP，其中，其后增加汞再排放控制添加剂的添加速率，以使洗涤塔液剂的氧化还原电势降低了50-400mV。在某些实施方案中，洗涤塔液剂的氧化还原电势降低了50-400mV使汞再排放降低至20％汞再排放或更少、10％汞再排放或更少或者1％汞再排放或更少。
[0014] 在某些实施方案中，调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使洗涤塔液剂的硫离子浓度增加至大于20ppm、大于50ppm或大于70ppm。在某些实施方案中，调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以使洗涤塔液剂的硫离子浓度增加至约20ppm至约100ppm或约30ppm至约70ppm的范围。
[0015] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂是聚二硫代氨基甲酸化合物。汞再排放控制添加剂可以是具有从500至10,000的分子量、并且包含从5摩尔％至55摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团的二氯化乙烯氨聚合物。可选择地，汞再排放控制添加剂可以是包含源自以下至少两种单体的聚合物的组合物：丙烯酸-x和烷基胺，其中所述丙烯酸-x具有下式：
[0016]
[0017] 其中X＝OR、OH及其盐或NHR2，并且其中R1和R2是H或烷基或芳基，其中R是烷基或芳基，其中所述聚合物的分子量在500至200,000之间，并且其中所述聚合物被改性以包含能够清除包含一种或更多种金属的一种或更多种组合物的官能团。该官能团可以是包含硫的官能团。
[0018] 在某些实施方案中，汞浓度、氧化还原电势和/或硫化物浓度的测量是自动的。在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂的添加速率的调节是自动的。在某些实施方案中，汞浓度、氧化还原电势和/或硫化物浓度的测量是自动的，并且汞再排放控制添加剂的添加速率的调节是自动的。在某些实施方案中，连续监测汞浓度、氧化还原电势和硫化物浓度中的至少一种。
[0019] 本文还描述了方法和过程。
[0020] 附图简述
[0021] 图1a描绘了通过测量汞浓度和调节汞再排放控制添加剂的添加速率来控制的百分比汞再排放。
[0022] 图1b示出了洗涤塔液剂中的汞再排放(烟道气汞排放)和汞浓度之间的相关性。
[0023] 图2a描绘了通过测量洗涤塔液剂的氧化还原电势和调节汞再排放控制添加剂的添加速率来控制的百分比汞再排放。
[0024] 图2b描绘了氧化还原电势的变化(即，Δ洗涤塔液剂的ORP)和得到的汞再排放之间的关系。
[0025] 图2c描绘了显示在0.999的相关系数下ORP和百分比汞再排放之间的相关性的数据。
[0026] 图3描绘了氧化还原电势(ORP)电极(菱形)和硫化物离子选择电极(ISE，正方形)作为0.1M Na2SO4电解质溶液中渐增的wFGD添加剂的函数的电极响应。
[0027] 图4描绘了为控制穿过wFGD洗涤塔的汞再排放而在wFGD添加剂示范期间实地实时地收集的数据。图的下部分上的实线数据表示wFGD添加剂的进料速率并且对应于次y轴。图的上部分上以正方形示出的数据点对应于主y轴，并且表示如通过在线硫化物ISE测量的在wFGD洗涤塔液剂中的硫化物浓度。
[0028] 详细描述
[0029] 本文公开了用于控制来自洗涤塔过程的汞排放的方法。更特别地，本发明人已经发现了以下方法：测量湿式烟道气脱硫器(wFGD)的洗涤塔液剂内的离子汞浓度和/或氧化还原电势(ORP)和/或硫离子浓度；使汞浓度和/或ORP和/或硫离子浓度与降低和/或防止汞再排放所需的汞再排放添加剂的量相关联；和其后适当调节汞再排放控制添加剂至洗涤塔液剂中的添加速率。本文公开的方法提供超过减少汞再排放的常规方法的过程效率和经济优势。
[0030] 本文公开的方法还提供汞再排放的连续的、在线监测，并且允许自动调节汞再排放控制添加剂的添加速率，以补偿燃料组成和/或洗涤塔液剂组成的变化。离子汞浓度、氧化还原电势和/或硫离子浓度的测量可以是自动的，并且得到的测量结果用来自动且实时地调节汞再排放控制添加剂的添加速率。本文公开的方法因此减少了添加剂至洗涤塔液剂的过量进料和不充足进料的发生率。
[0031] 1.术语的定义
[0032] 除非另外限定，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与由本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。在冲突的情况下，包括定义的本文件将占主导。虽然在下文中描述了优选的方法和材料，但是与本文描述的那些类似或等效的方法和材料仍可以在本发明的实践或测试中使用。本文提到的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献通过引用以其整体被并入。本文公开的材料、方法和实施例仅为例证性的并且不意图为限制性的。
[0033] 如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物。如本文使用的术语“包括(comprise(s))”、“包括(include(s))”、“具有(having)”、“具有(has)”、“可以(can)”、“包含(contain(s))”及其变体意图为不排除另外的行为或结构的可能性的开放式的过渡措词、术语或词语。本公开还设想“包括”本文提出的实施方案或要素、由本文提出的实施方案或要素“组成”以及由本文提出的实施方案或要素“基本组成”的其他实施方案，无论是否明确陈述。
[0034] 如本文使用的术语“百分比汞再排放”指的是：
[0035]
[0036] 其中“出口”指的是EGU烟道气汞测量结果，“入口”指的是wFGD的入口处的气体浓度，“0”指的是气体中元素汞的浓度，并且“T”指的是气体中汞的总浓度。“出口”测量结果可以指的是在气体已经离开wFGD之后在任意位置处产生的汞气体测量结果。
[0037] 如本文使用的术语“百分比汞氧化”指的是：
[0038]
[0039] 其中上标和下标具有如以上方程式1定义的相同含义。
[0040] 如本文使用的术语“百分比汞捕获”指的是：
[0041]
[0042] 其中上标和下标具有如以上方程式1定义的相同含义。
[0043] 如本文使用的术语“氧化还原电势”指的是在给定溶液或洗涤塔液剂中的所有氧化电势和还原电势的总和。因而，氧化还原电势根据液剂组成而改变。
[0044] 2.控制汞排放的方法
[0045] 公开的方法涉及控制汞再排放控制添加剂至湿式烟道气脱硫器的添加速率。该添加速率可以基于wFGD洗涤塔液剂中的离子汞浓度、wFGD洗涤塔液剂氧化还原电势的变化和/或wFGD洗涤塔液剂中的硫离子浓度来调节。
[0046] 在某些实施方案中，可以测量洗涤塔液剂中的离子汞浓度，并且增大汞再排放控制添加剂的添加速率以降低离子汞浓度，从而减少来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放。在某些实施方案中，可以测量洗涤塔液剂的离子汞浓度，并且减小汞再排放控制添加剂的添加速率，同时保持离子汞浓度，同时保持来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放，而不使用过量的汞再排放控制添加剂。
[0047] 在某些实施方案中，可以测量洗涤塔液剂的氧化还原电势，并且增大汞再排放控制添加剂的添加速率以降低ORP，从而减少来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放。在某些实施方案中，可以测量洗涤塔液剂的氧化还原电势，并且减小汞再排放控制添加剂的添加速率以使ORP增加至可接受的水平，从而保持来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放，而不使用过量的汞再排放控制添加剂。
[0048] 在某些实施方案中，可以测量洗涤塔液剂中的硫离子浓度，并且增大汞再排放控制添加剂的添加速率以增大硫化物浓度，从而减少来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放。在某些实施方案中，可以测量洗涤塔液剂的硫化物浓度，并且减小汞再排放控制添加剂的添加速率以降低硫化物浓度，同时保持来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放，而不使用过量的汞再排放控制添加剂。
[0049] 在某些实施方案中，离子汞浓度、氧化还原电势和硫离子浓度的任何组合都可以用来监测洗涤塔液剂并且指导汞再排放控制添加剂的添加速率的调节。在一个优选的实施方案中，离子汞浓度、氧化还原电势和硫离子浓度的全部被监测并且一起用来指导汞再排放控制添加剂的添加速率的调节。
[0050] 在某些实施方案中，监测洗涤塔液剂组成和随后的汞再排放控制添加剂的添加速率的调节可以是自动的。例如，离子汞浓度、氧化还原电势和/或硫离子浓度可以通过自动方法来监测，并且根据测量的值，汞再排放控制添加剂的添加速率可以实时地自动调节，以补偿燃料、工厂负荷(plant load)和/或洗涤塔液剂组成的变化，从而连续保持预期的汞再排放水平，而不使wFGD过量进料或不充足进料汞再排放控制添加剂。
[0051] a.汞浓度
[0052] 洗涤塔液剂中的汞浓度可以用来监测wFGD操作，并且汞再排放控制添加剂的添加速率可以相应地被调节以调节汞捕获。在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂的添加速率可以增大以补偿洗涤塔液剂中的较高的离子汞浓度，从而减少汞再排放。在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂的添加速率可以减小以补偿洗涤塔液剂中的较低的离子汞浓度，从而减少再排放控制添加剂的过度使用。
[0053] 汞再排放添加剂的添加速率可以基于洗涤塔液剂中的测量的离子汞浓度来选择。在某些实施方案中，来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放可以通过调节汞再排放控制添加剂的添加速率来减少，使得洗涤塔液剂的离子汞浓度降低到1000万亿分率(ppt)或更少、
900ppt或更少、800ppt或更少、700ppt或更少、600ppt或更少、500ppt或更少、400ppt或更少、300ppt或更少、250ppt或更少、200ppt或更少、150ppt或更少、100ppt或更少或者50ppt或更少。在某些实施方案中，来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放可以通过调节汞再排放控制添加剂的添加速率来减少，使得洗涤塔液剂的离子汞浓度范围为从约0ppt至约1000ppt、从约5ppt至约900ppt、从约10ppt至约800ppt、从约15ppt至约700ppt、从约20ppt至约
600ppt、从约25ppt至约500ppt、从约30ppt至约400ppt、从约35ppt至约300ppt、从约40ppt至约250ppt、从约45ppt至约200ppt或从约50ppt至约150ppt。
900ppt或更少、800ppt或更少、700ppt或更少、600ppt或更少、500ppt或更少、400ppt或更少、300ppt或更少、250ppt或更少、200ppt或更少、150ppt或更少、100ppt或更少或者50ppt或更少。在某些实施方案中，来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放可以通过调节汞再排放控制添加剂的添加速率来减少，使得洗涤塔液剂的离子汞浓度范围为从约0ppt至约1000ppt、从约5ppt至约900ppt、从约10ppt至约800ppt、从约15ppt至约700ppt、从约20ppt至约
600ppt、从约25ppt至约500ppt、从约30ppt至约400ppt、从约35ppt至约300ppt、从约40ppt至约250ppt、从约45ppt至约200ppt或从约50ppt至约150ppt。
[0054] 百分比汞再排放可以减少到20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、
9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％。在某些实施方案中，以小于200ppt的离子汞浓度水平，汞再排放可以减少到零或接近零。
9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％。在某些实施方案中，以小于200ppt的离子汞浓度水平，汞再排放可以减少到零或接近零。
[0055] 在某些实施方案中，1000ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，900ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、
11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，800ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，700ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，600ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于
20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、
13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，500ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、
4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，
400ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、
17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、
10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，300ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、
1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，250ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者
0％的汞再排放。在某些实施方案中，200ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于
20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、
13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，150ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、
4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，
100ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、
17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、
10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，50ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、
1％或更少或者0％的汞再排放。
11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，800ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，700ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，600ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于
20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、
13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，500ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、
4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，
400ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、
17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、
10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，300ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、
1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，250ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者
0％的汞再排放。在某些实施方案中，200ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于
20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、
13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，150ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、
4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，
100ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、
17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、
10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，50ppt或更少的离子汞洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、
1％或更少或者0％的汞再排放。
[0056] 在某些实施方案中，汞再排放添加剂的添加速率可以基于靶向1000ppt或更少、900ppt或更少、800ppt或更少、700ppt或更少、600ppt或更少、500ppt或更少、400ppt或更少、300ppt或更少、250ppt或更少、200ppt或更少、150ppt或更少、100ppt或更少或者50ppt或更少的洗涤塔液剂离子汞浓度来调节。然后在工艺变化比如负荷和煤炭变化期间，洗涤塔添加剂的进料可以被控制以保持洗涤塔液剂汞浓度的选定水平。因此，主动控制可以设置成遵循工厂负荷、因燃料变化而产生的烟道气汞含量的变化以及洗涤塔液剂变化。
[0057] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂至洗涤塔液剂的添加速率可以提供从约0.0001ppm至约50,000ppm或从约0.01ppm至约5,000ppm的添加剂浓度。汞再排放控制添加剂的添加速率可以被调节以靶向所选择的洗涤塔液剂离子汞浓度，并且进而靶向预期的汞再排放水平。影响添加速率的因素除浓度之外包括煤炭组成，所述煤炭组成包括但不限于煤炭的汞浓度和硫浓度；煤炭的卤素含量；燃料的类型(例如，无烟煤、褐煤、烟煤或次烟煤)；工厂的兆瓦大小(例如，100MW至1000MW)或工厂的生产能力；在洗涤塔前面的其他空气质量控制装置比如织物过滤器或静电除尘器的存在；在洗涤塔之前的其他烟道气汞还原技术比如活性炭或无机吸着剂的应用；洗涤塔的设计类型(例如，喷雾塔、又名喷射起泡器的基奥塔(chiota)或卧式)；洗涤塔液剂体积；排出速率(即，废液剂从洗涤塔移除的速率)；用于洗涤塔的液体比气体的比率；托盘或液剂分散技术比如托盘或挡板的存在；添加到洗涤塔以中和酸性气体的石灰或石灰石的粒度和浓度；负荷或需求(即，工厂的最大生成负荷的百分比)；水的品质(例如，当水从冷却塔排出回收时，杂质比如阳离子和阴离子以及过程副产物的浓度)；以及引入用于强制氧化系统的洗涤塔浆料中的氧气的相对量。
[0058] b.氧化还原电势
[0059] 洗涤塔液剂的氧化还原电势(ORP)可以如关于汞捕获来监测，并且汞再排放控制添加剂的添加速率可以相应地调节。通过经由汞再排放控制添加剂的添加降低洗涤塔液剂ORP，汞再排放可以任选地减少到零，并且基于经处理的wFGD液剂的ORP来直接控制。考虑到控制汞排放的常规方法依赖使现有洗涤塔液剂ORP增大至更正的或更氧化的，以便稳定溶液中的离子汞物质，这些结果是特别令人惊讶的。
[0060] 尽管不希望受理论约束，但应相信，汞再排放控制添加剂的添加导致洗涤塔液剂中的离子汞的络合，从而减少汞再排放。这样做，洗涤塔液剂ORP以更负的方向移动，并且当离子汞经由与控制添加剂的络合从洗涤塔液剂移除时变得更还原的。当面临稳定液剂中的氧化的汞时，使洗涤塔液剂ORP朝向更还原的条件移动是反直观的。
[0061] 洗涤塔液剂基线ORP可以由于组成的变化而广泛地改变。这类变化受例如EGU操作、燃料组成、锅炉添加剂、增补氧化剂以及用来提高硫捕获效率的洗涤塔添加剂影响。因此，洗涤塔液剂的起始ORP可以从例如在+400mV处的氧化改变至在+90mV处的轻微氧化。优选地，与本发明的方法一起使用的汞再排放控制添加剂降低了液剂ORP，导致汞再排放的减少。
[0062] 汞再排放控制添加剂的添加速率可以基于洗涤塔液剂的测量的浓度ORP或洗涤塔液剂相对于基线的靶向ORP值来选择。在某些实施方案中，来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放可以通过调节汞再排放控制添加剂的添加速率来减少，使得洗涤塔液剂ORP降低了500mV或更小、400mV或更小、300mV或更小、250mV或更小、200mV或更小、150mV或更小、100mV或更小、50mV或更小的值。在某些实施方案中，来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放可以通过调节汞再排放控制添加剂的添加速率来减少，使得洗涤塔液剂ORP降低范围为从约50mV至约500mV、约100mV至约300mV或约150mV至约250mV。在某些实施方案中，ORP变化的值可以大于
50mV、大于100mV、大于150mV、大于200mV、大于250mV、大于300mV、大于350mV、大于400mV、大于450mV或大于500mV。
50mV、大于100mV、大于150mV、大于200mV、大于250mV、大于300mV、大于350mV、大于400mV、大于450mV或大于500mV。
[0063] 百分比汞再排放可以减少到20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、
9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％。
9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％。
[0064] 在某些实施方案中，50mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，100mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，150mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者
0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，200mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、
5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，250mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更\、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，300mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，350mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、
6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，400mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、
4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，450mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，500mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者
0％的百分比汞再排放。
0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，200mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、
5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，250mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更\、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，300mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，350mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、
6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，400mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、
4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，450mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。在某些实施方案中，500mV或更大的ORP的降低可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者
0％的百分比汞再排放。
[0065] 在某些实施方案中，洗涤塔液剂ORP可以被连续监测或不时地监测，其中如果测量的ORP比预期的ORP增加了50mV或更多、100mV或更多、150mV或更多、200mV或更多、250mV或更多、300mV或更多、400mV或更多、500mV或更多，则汞再排放控制添加剂的添加速率可以增加，以使洗涤塔液剂ORP降低50mV或更多、100mV或更多、150mV或更多、200mV或更多、250mV或更多、300mV或更多、400mV或更多。洗涤塔液剂ORP的降低可以导致20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的百分比汞再排放。
[0066] 在某些实施方案中，洗涤塔液剂ORP可以被连续监测或不时地监测，其中如果测量的ORP比预期的ORP降低了50mV或更多、100mV或更多、150mV或更多、200mV或更多、250mV或更多、300mV或更多、400mV或更多、500mV或更多，则汞再排放控制添加剂的添加速率可以减少，以使洗涤塔液剂ORP增加50mV或更多、100mV或更多、150mV或更多、200mV或更多、250mV或更多、300mV或更多、400mV或更多或者500mV或更多。优选地，当洗涤塔液剂ORP通过减少汞再排放控制添加剂的添加速率来增大时，百分比汞再排放保持在或接近增大洗涤塔液剂ORP之前达到的水平。
[0067] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂至洗涤塔液剂的添加速率可以提供从约0.0001ppm至约50,000ppm或从约0.01ppm至约5,000ppm的添加剂浓度。汞再排放控制添加剂的添加速率可以被调节以靶向所选择的氧化还原电势的变化，并且进而靶向预期的汞再排放水平。影响添加速率的因素除浓度之外包括煤炭组成，所述煤炭组成包括但不限于煤炭的汞浓度和硫浓度；煤炭的卤素含量；燃料的类型(例如，无烟煤、褐煤、烟煤或次烟煤)；
工厂的兆瓦大小(例如，100MW至1000MW)或工厂的生产能力；在洗涤塔前面的其他空气质量控制装置比如织物过滤器或静电除尘器的存在；在洗涤塔之前的其他烟道气汞还原技术比如活性炭或无机吸着剂的应用；洗涤塔的设计类型(例如，喷雾塔、又名喷射起泡器的基奥塔或卧式)；洗涤塔液剂体积；排出速率(即，废液剂从洗涤塔移除的速率)；用于洗涤塔的液体比气体的比率；托盘或液剂分散技术比如托盘或挡板的存在；添加到洗涤塔以中和酸性气体的石灰或石灰石的粒度和浓度；负荷或需求(即，工厂的最大生成负荷的百分比)；水的品质(例如，当水从冷却塔排出回收时，杂质比如阳离子和阴离子以及过程副产物的浓度)；
以及引入用于强制氧化系统的洗涤塔浆料中的氧气的相对量。
工厂的兆瓦大小(例如，100MW至1000MW)或工厂的生产能力；在洗涤塔前面的其他空气质量控制装置比如织物过滤器或静电除尘器的存在；在洗涤塔之前的其他烟道气汞还原技术比如活性炭或无机吸着剂的应用；洗涤塔的设计类型(例如，喷雾塔、又名喷射起泡器的基奥塔或卧式)；洗涤塔液剂体积；排出速率(即，废液剂从洗涤塔移除的速率)；用于洗涤塔的液体比气体的比率；托盘或液剂分散技术比如托盘或挡板的存在；添加到洗涤塔以中和酸性气体的石灰或石灰石的粒度和浓度；负荷或需求(即，工厂的最大生成负荷的百分比)；水的品质(例如，当水从冷却塔排出回收时，杂质比如阳离子和阴离子以及过程副产物的浓度)；
以及引入用于强制氧化系统的洗涤塔浆料中的氧气的相对量。
[0068] c.硫化物浓度
[0069] 洗涤塔液剂中的硫化物浓度可以用来监测wFGD操作，并且可以相应地调节汞再排放控制添加剂的添加速率以调节汞捕获。使用硫化物浓度来监测wFGD操作提供了测量用来控制穿过wFGD洗涤塔的汞再排放的再排放控制添加剂的在线、连续且直接的手段。在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂的添加速率可以被增大以补偿洗涤塔液剂中的较低的硫化物浓度，从而减少汞再排放。在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂的添加速率可以减小以补偿洗涤塔液剂中的较高的硫化物浓度，从而减少再排放控制添加剂的过量使用。
[0070] 硫化物离子选择电极(ISE)可以用来监测硫化物浓度。硫化物离子选择电极可以设计成用于检测水溶液中的硫离子(S-2)并且可以适合于在野外应用和实验室应用两者中使用。硫化物离子选择电极可以具有固态晶体膜。当汞再排放控制添加剂包含硫离子时，硫化物离子选择电极可以用来监测和控制至wFGD的添加剂进料速率和剂量。
[0071] 汞再排放控制添加剂的添加速率可以基于洗涤塔液剂中的测量的硫化物浓度来选择。在某些实施方案中，来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放可以通过调节汞再排放控制添加剂的添加速率来减少，使得洗涤塔液剂硫化物浓度增加至20ppm或更大、30ppm或更大、40ppm或更大、50ppm或更大、60ppm或更大、70ppm或更大、80ppm或更大、90ppm或更大或者
100ppm或更大。在某些实施方案中，来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放可以通过调节汞再排放控制添加剂的添加速率来减少，使得洗涤塔液剂硫化物浓度范围为从约100ppm或更小、90ppm或更小、80ppm或更小、70ppm或更小、60ppm或更小、50ppm或更小、40ppm或更小、
30ppm或更小、20ppm或更小。硫化物浓度可以使用硫化物离子选择电极并且使测量的电极响应与硫化物浓度关联来确定。
100ppm或更大。在某些实施方案中，来自洗涤塔液剂的百分比汞再排放可以通过调节汞再排放控制添加剂的添加速率来减少，使得洗涤塔液剂硫化物浓度范围为从约100ppm或更小、90ppm或更小、80ppm或更小、70ppm或更小、60ppm或更小、50ppm或更小、40ppm或更小、
30ppm或更小、20ppm或更小。硫化物浓度可以使用硫化物离子选择电极并且使测量的电极响应与硫化物浓度关联来确定。
[0072] 百分比汞再排放可以减少至20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、
9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％。在某些实施方案中，以20ppm或更大、30ppm或更大、40ppm或更大、
50ppm或更大、60ppm或更大、70ppm或更大、80ppm或更大、90ppm或更大或者100ppm或更大的硫化物水平，汞再排放可以减少至零或者接近零。
9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％。在某些实施方案中，以20ppm或更大、30ppm或更大、40ppm或更大、
50ppm或更大、60ppm或更大、70ppm或更大、80ppm或更大、90ppm或更大或者100ppm或更大的硫化物水平，汞再排放可以减少至零或者接近零。
[0073] 在某些实施方案中，20ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，30ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，40ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，50ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，60ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于
20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、
13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，70ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、
4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，
80ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、
17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、
10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，90ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、
1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，100ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者
0％的汞再排放。
20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、
13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，70ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、
4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，
80ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、
17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、
10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，90ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、
1％或更少或者0％的汞再排放。在某些实施方案中，100ppm或更大的硫化物洗涤塔液剂浓度可以对应于20％或更少、19％或更少、18％或更少、17％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、11％或更少、10％或更少、9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少、2％或更少、1％或更少或者
0％的汞再排放。
[0074] 在某些实施方案中，汞再排放添加剂的添加速率可以基于靶向约20ppm至约100ppm或者约30ppm至约70ppm的洗涤塔液剂硫化物浓度来调节。然后在工艺变化比如负荷和煤炭变化期间，洗涤塔添加剂的进料可以被控制以保持硫化物浓度的选定水平。因此，主动控制可以设置成遵循工厂负荷、因燃料变化而产生的烟道气汞含量的变化以及洗涤塔液剂变化。
[0075] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂至洗涤塔液剂的添加速率可以提供从约0.0001ppm至约50,000ppm或从约0.01ppm至约5,000ppm的添加剂浓度。汞再排放控制添加剂的添加速率可以被调节以靶向所选择的洗涤塔液剂硫离子浓度，并且进而靶向预期的汞再排放水平。影响添加速率的因素除浓度之外包括煤炭组成，所述煤炭组成包括但不限于煤炭的汞浓度和硫浓度；煤炭的卤素含量；燃料的类型(例如，无烟煤、褐煤、烟煤或次烟煤)；工厂的兆瓦大小(例如，100MW至1000MW)或工厂的生产能力；在洗涤塔前面的其他空气质量控制装置比如织物过滤器或静电除尘器的存在；在洗涤塔之前的其他烟道气汞还原技术比如活性炭或无机吸着剂的应用；洗涤塔的设计类型(例如，喷雾塔、又名喷射起泡器的基奥塔或卧式)；洗涤塔液剂体积；排出速率(即，废液剂从洗涤塔移除的速率)；用于洗涤塔的液体比气体的比率；托盘或液剂分散技术比如托盘或挡板的存在；添加到洗涤塔以中和酸性气体的石灰或石灰石的粒度和浓度；负荷或需求(即，工厂的最大生成负荷的百分比)；
水的品质(例如，当水从冷却塔排出回收时，杂质比如阳离子和阴离子以及过程副产物的浓度)；以及引入用于强制氧化系统的洗涤塔浆料中的氧气的相对量。
水的品质(例如，当水从冷却塔排出回收时，杂质比如阳离子和阴离子以及过程副产物的浓度)；以及引入用于强制氧化系统的洗涤塔浆料中的氧气的相对量。
[0076] 3.汞再排放控制添加剂
[0077] 可以与本发明的方法一起使用的汞再排放控制添加剂包括适合于减少和/或防止来自燃烧过程并且特别是洗涤塔液剂的汞再排放的任何添加剂。
[0078] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂可以是聚二硫代氨基甲酸化合物(例如，MerControl 8034，本文还被称为“聚-DTC”)或另一种包含硫的添加剂比如硫化钠、氢硫化钠、二硫化钠或聚硫化物。
[0079] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂可以是二乙基二硫代氨基甲酸酯或其钠盐。在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂可以是二甲基二硫代氨基甲酸酯或其钠盐。
[0080] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂可以是无机聚硫化物或共混物，比如PRAVO—来自Vosteen的产品。
[0081] 在某些实施方案中，汞再排放添加剂可以是1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三硫酮(也被称为三巯基-S-三嗪)的钠盐或钙盐，比如TMT-15—来自Degussa的产品。
[0082] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂可以是活性炭，比如在美国专利7,727,307B2中公开的。
[0083] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂可以是具有单个硫醇基和氧或羟基的二硫醇、二硫戊环或硫醇。合适的二硫醇包括但不限于2,3-二巯基丙醇、二巯基丁二酸和1,8-辛二硫醇。合适的二硫戊环包括但不限于1,2-二硫戊环-3-戊酸和2-甲基-1,3-二硫戊环。合适的硫醇包括但不限于巯基乙酸及其钠盐。
[0084] 在某些实施方案中，可以使用汞再排放控制添加剂的组合。在一个优选的实施方案中，汞再排放控制添加剂包括聚二硫代氨基甲酸化合物。
[0085] a.包含二硫代氨基甲酸盐基团的二氯化乙烯氨聚合物
[0086] 汞再排放控制添加剂可以是阻止汞穿过wFGD再排放的水溶性二氯化乙烯氨聚合物，其具有从500至10,000的分子量，并且包含从5摩尔％至55摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团。
[0087] 聚合物可以通过二氯化乙烯和氨的反应来制备，以提供聚胺或聚亚胺。聚胺或聚亚胺可以具有500-100,000的分子量范围。在优选的实施方案中，分子量可以是1,500至10,000，且最优选的分子量范围是1,500至5,000。
[0088] 聚合物的二硫代氨基甲酸盐基团可以通过聚胺或聚亚胺与二硫化碳的反应被引入以生产聚二硫代氨基甲酸或其盐。这种反应优选地在溶剂比如水或醇中在从30℃和100℃的温度下进行持续范围在1小时和10小时之间的时间段。良好的转化率可以在40℃和70℃之间的温度下持续2小时至5小时来获得。
[0089] 二硫代氨基甲酸盐基团在最终的聚合物中的摩尔％可以在5％至55％、20摩尔％至40摩尔％或25摩尔％至30摩尔％的范围内。盐包括但不限于碱或碱土比如钠、锂、钾或钙。
[0090] 最终的聚合物可以以1:1至2000:1的共聚物重量比被捕获的汞的重量的比率应用于燃烧过程。一个优选的比率可以是从5:1至1000:1，更优选地从5:1至500:1。
[0091] b.丙烯酸-x和烷基胺聚合物
[0092] 汞再排放控制添加剂可以是包含源自以下至少两种单体的聚合物的组合物：丙烯酸-x和烷基胺，其中所述丙烯酸-x具有下式：
[0093]
[0094] 其中X＝OR、OH及其盐或NHR2，并且其中R1和R2是H或烷基或芳基，其中R是烷基或芳基，其中所述聚合物的分子量在500至200,000之间，并且其中所述聚合物被改性以包含能够清除包含一种或更多种金属的一种或更多种组合物的官能团。
[0095] 金属可以包括零价、单价和多价金属。金属可以或可以不被有机或无机化合物配位。而且，金属可以是放射性的或非放射性的。实例包括但不限于过渡金属和重金属。特定的金属可以包括但不限于：铜、镍、锌、铅、汞、镉、银、铁、锰、钯、铂、锶、硒、砷、钴和金。
[0096] 聚合物的分子量可以改变。例如，聚合物的靶物质/应用可以是一种考虑。另一因素可以是单体选择。分子量可以通过对本领域普通技术人员已知的各种手段来计算。例如，可以使用如在以下实施例中讨论的尺寸排阻色谱法。当提到分子量时，其是指未改性的聚合物(以其他方式被称为聚合物主链)的分子量。添加至主链的官能团不是计算的部分。因此，具有这些官能团的聚合物的分子量可以远远超过分子量范围。在一个实施方案中，聚合物的分子量是从1,000至16,000。在另一个实施方案中，所述聚合物的分子量是从1,500至8,000。
[0097] 各种官能团可以用于金属清除。以下用语将被本领域普通技术人员很好地理解：其中所述聚合物被改性以包含能够清除包含一种或更多种金属的一种或更多种组合物的官能团。更具体地，聚合物被改性以包含能够结合金属的官能团。在一个实施方案中，官能团包含含有硫化物的化学成分。在另一个实施方案中，官能团是二硫代氨基甲酸盐基团。在另一个实施方案中，官能团是以下中的至少一种：亚烷基磷酸盐基团、亚烷基羧酸及其盐、肟基、氨基肟基、二硫代氨基甲酸及其盐、异羟肟酸和氮氧化物。
[0098] 官能团相对于包含在未改性的聚合物中的总胺的摩尔量也可以改变。例如，3.0摩尔当量的二硫化碳与1.0:1.0摩尔比的丙烯酸/TEPA共聚物(其在聚合之后包含4摩尔当量的胺每重复单元)的反应将生成被改性以包含75摩尔％二硫代氨基甲酸盐基团的聚合物。换言之，未改性的聚合物中的总胺的75％已经转化成二硫代氨基甲酸盐基团。
[0099] 在一个实施方案中，聚合物可以具有在5摩尔％至100摩尔％之间的二硫代氨基甲酸盐基团。在又一个实施方案中，聚合物具有从25摩尔％至90摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团。在还又一个实施方案中，聚合物具有从55摩尔％至80摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团。
[0100] 单体选择将取决于预期的聚合物。在一个实施方案中，烷基胺是以下中的至少一种：乙烯胺、多乙烯多胺、乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)和四乙烯五胺(TEPA)以及五乙烯六胺(PEHA)。在另一个实施方案中，丙烯酸-x是以下中的至少一种：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯和甲基丙烯酸丙酯。在另一个实施方案中，丙烯酸-x是以下中的至少一种：丙烯酸及其盐、甲基丙烯酸及其盐、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。
[0101] 组成聚合物的单体尤其是丙烯酸-x和烷基胺之间的摩尔比可以改变并且取决于预期得到的聚合物产物。使用的摩尔比被定义为丙烯酸-x的摩尔数除以烷基胺的摩尔数。在一个实施方案中，丙烯酸-x和烷基胺之间的摩尔比是从0.85至1.5。在另一个实施方案中，丙烯酸-x和烷基胺之间的摩尔比是从1.0至1.2。丙烯酸-x和烷基胺的各种组合以及聚合物的相关分子量被本发明涵盖。
[0102] 在一个实施方案中，丙烯酸-x是丙烯酸酯，并且烷基胺是PEHA或TEPA或DETA或TETA或EDA。在又一个实施方案中，丙烯酸-x和烷基胺之间的摩尔比是从0.85至1.5。在还又一个实施方案中，分子量可以涵盖范围：500至200,000、1,000至16,000或者1,500至8,000。在还又一个实施方案中，丙烯酸酯可以是以下中的至少一种：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯和甲基丙烯酸丙酯，所述丙烯酸酯与包括PEHA或TEPA或DETA或TETA或EDA的烷基胺中的至少一种组合。在还又一个实施方案中，得到的聚合物被改性以包含以下范围的二硫代氨基甲酸盐基团：5摩尔％至100摩尔％、25摩尔％至90摩尔％或者55摩尔％至80摩尔％。
[0103] 在另一个实施方案中，丙烯酸-x是丙烯酰胺，并且烷基胺是TEPA或DETA或TETA或EDA。在又一个实施方案中，丙烯酸-x和烷基胺之间的摩尔比是从0.85至1.5。在还又一个实施方案中，分子量可以涵盖范围：500至200,000、1,000至16,000或者1,500至8,000。在还又一个实施方案中，丙烯酰胺可以是丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的至少一种或组合，其与包括PEHA或TEPA或DETA或TETA或EDA的烷基胺中的至少一种组合。在还又一个实施方案中，得到的聚合物被改性以包含以下范围的二硫代氨基甲酸盐基团：5摩尔％至100摩尔％、25摩尔％至90摩尔％或者55摩尔％至80摩尔％。
[0104] 在另一个实施方案中，丙烯酸-x是丙烯酸及其盐，并且烷基胺是PEHA或TEPA或DETA或TETA或EDA。在又一个实施方案中，丙烯酸-x和烷基胺之间的摩尔比是从0.85至1.5。在还又一个实施方案中，分子量可以涵盖范围：500至200,000、1,000至16,000或者1,500至
8,000。在还又一个实施方案中，丙烯酸可以是丙烯酸或其盐以及甲基丙烯酸或其盐中的至少一种或组合，其与包括TEPA或DETA或TETA或EDA的烷基胺中的至少一种组合。在还又一个实施方案中，得到的聚合物被改性以包含以下范围的二硫代氨基甲酸盐基团：5摩尔％至
100摩尔％、25摩尔％至90摩尔％或者55摩尔％至80摩尔％。
8,000。在还又一个实施方案中，丙烯酸可以是丙烯酸或其盐以及甲基丙烯酸或其盐中的至少一种或组合，其与包括TEPA或DETA或TETA或EDA的烷基胺中的至少一种组合。在还又一个实施方案中，得到的聚合物被改性以包含以下范围的二硫代氨基甲酸盐基团：5摩尔％至
100摩尔％、25摩尔％至90摩尔％或者55摩尔％至80摩尔％。
[0105] 另外的单体可以并入由组分单体丙烯酸-x和烷基胺组成的聚合物主链中。缩聚物反应方案可以用来制造基础聚合物主链。各种其他合成方法可以用于利用例如二硫代氨基甲酸盐和/或其他非金属清除官能团使聚合物官能化。本领域普通技术人员可以使聚合物官能化，而不过度实验。
[0106] 在某些实施方案中，组合物可以用其他聚合物配制，其他聚合物比如在通过引用并入本文的美国专利第5,164,095号中公开的那些，具体地是具有从500至100,000的分子量、包含从5摩尔％至55摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团的水溶性二氯化乙烯氨聚合物。在一个实施方案中，聚合物的分子量是从1,500至10,000并且包含15摩尔％至50摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团。在优选的实施方案中，聚合物的分子量是从1,500至5,000并且包含30摩尔％至55摩尔％的二硫代氨基甲酸盐基团。
[0107] 在某些实施方案中，组合物可以用其他小分子硫化物沉淀剂比如硫化钠、氢硫化钠、 (三巯基-S-三嗪的钠盐或钙盐)、二甲基二硫代氨基甲酸盐和/或二乙基二硫代氨基甲酸盐来配制。
[0108] c.剂量
[0109] 公开的汞再排放控制添加剂的剂量可以按照减少或防止汞再排放的需要而改变。剂量可以基于对应于百分比汞再排放的洗涤塔液剂中的预期的离子汞浓度、ORP的变化和/或硫化物浓度来选择。
[0110] 工艺介质品质和工艺介质处理的程度是可以被本领域普通技术人员在选择剂量时考虑到的一对因素。瓶式测试分析(jar test analysis)是用作在工艺水介质例如废水的情况下确定实现有效金属移除所需要的剂量的基础的典型实例。
[0111] 在一个实施方案中，用于从污染的水中有效移除金属的汞再排放控制添加剂的量可以在0.2摩尔至2摩尔的二硫代氨基甲酸盐每摩尔金属或1摩尔至2摩尔的二硫代氨基甲酸盐每摩尔包含于水中的金属的范围内。根据一个实施方案，使100ml的18ppm可溶的铜螯合并且沉淀到约1ppm或更少所需要的金属移除聚合物的剂量是0.011gm(11.0mg)的聚合物。形成的金属聚合物络合物是自絮凝的并且快速沉降。这些絮凝剂容易从经处理的水中分离。
[0112] 在将聚合物应用至气体系统比如烟道气的情况下，聚合物的剂量可以递增，并且对于特定金属比如汞的捕获速率可以通过本领域已知的技术来计算。在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂比如具有二硫代氨基甲酸盐基团的水溶性二氯化乙烯氨聚合物可以以1:1至2000:1的聚合物的重量比被捕获的汞的重量的比率应用于洗涤塔液剂。一个优选的剂量比是从5:1至1000:1，更优选地从5:1至500:1。
[0113] 4.应用
[0114] 本发明的方法可以用于其中期望从烟道气移除汞的任何工艺中。例如，本发明的方法可以用于废物焚化厂(例如，生活废物焚化厂、危险废物焚化厂或污水污泥焚化厂)、发电站(例如，燃烧烟煤发电站或燃烧褐煤发电站)、用于高温工艺(例如，水泥煅烧)的其他工厂、以及与废物共燃烧的高温工厂或联合(多级)的高温工厂(例如，具有上游废物热解或废物气化的发电站或水泥回转窑)。在某些实施方案中，硫化物离子选择电极可以用于废水处理，以用于金属清除聚合物的剂量控制。
[0115] 本发明的方法可以用于任何尺寸的工艺中。该方法可以用于具有15×103m3S.T.P.db/h(例如对于污水污泥焚化厂)或50×103m3S.T.P.db/h(例如在危险废物焚化厂中)或150×103m3S.T.P.db/h(例如在生活废物焚化中)的烟道气体积流速的工艺中，并且还可以用于具有例如2-3×106m3S.T.P.db/h的大型发电站中。
[0116] 汞再排放控制添加剂可以添加至目前用于工业中的包括喷雾塔、喷射起泡器和顺流填料塔的洗涤塔。这些类型的颗粒控制装置作为实例被提供并且不意味着表示或暗示任何限制。一般来说，汞再排放控制添加剂可以引入洗涤塔中，并且从而经由数个途径进入洗涤塔液剂中。例如，汞再排放控制添加剂可以在添加至洗涤塔之前被添加至纯净的石灰石或石灰浆料、添加至洗涤塔液剂的再循环回路或者从洗涤塔吹洗流添加至洗涤塔的“低固体”返回。汞再排放控制添加剂比如聚二硫代氨基甲酸化合物的添加可以在洗涤塔工艺中的任何合适的位置中完全地或分段地(即，单个进料点或多个进料点)进行，包括但不限于石灰或石灰石浆料或洗涤塔液剂的补充水。
[0117] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂可以经由“低固体”液剂返回(liquor return)被添加至湿式洗涤塔。液剂的一部分常常从洗涤塔连续移除，以用于使反应副产物与未使用的石灰或石灰石分离的目的。目前使用的分离的一种手段是离心分离。在此过程中，洗涤塔液剂被分成“高固体”流和“低固体”流。高固体流转入废水处理。低固体馏分返回到湿式洗涤塔，并且可以被认为是“回收的”稀释液剂。汞再排放控制添加剂比如聚二硫代氨基甲酸化合物可以在返回到洗涤塔之前被便利地添加至回收的低固体流。
[0118] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂可以经由“纯净液剂”添加至湿式洗涤塔。纯净液剂是石灰或石灰石在暴露于烟道气之前的水基分散体，并且用来添加新鲜的石灰或石灰石，同时保持洗涤塔液剂水平和湿式FGD的效率。这通过使石灰或石灰石分散在水中来制备。此处，汞再排放控制添加剂比如聚二硫代氨基甲酸化合物可以直接添加至分散体水或纯净液剂。
[0119] 在某些实施方案中，汞再排放控制添加剂比如聚二硫代氨基甲酸化合物可以在洗涤塔之前添加至直接注入烟道气中的洗涤塔液剂，以用于控制烟道气的相对湿度或其温度的目的。
[0120] 本文涉及的洗涤塔液剂可以是在捕获SOx排放物的湿式烟道气洗涤塔中使用的碳酸钙(石灰石)或氧化钙(石灰)的水基分散体。液剂还可以包含其他添加剂比如镁和低分子量有机酸，所述其他添加剂起到改进硫捕获的作用。这种添加剂的一个实例是被称为二元酸(DBA)的低分子量有机酸的混合物。DBA由脂肪酸、丁二酸和戊二酸的共混物组成。这些有机酸中的每一种还可以单独使用。此外，可以用来改进湿式洗涤塔中的硫捕获的另一种低分子量有机酸是甲酸。最后，洗涤塔液剂还可以包含石灰或石灰石和硫物质之间的相互作用的副产物，这导致各种量的亚硫酸钙或硫酸钙的存在。洗涤塔液剂可以包括补充液剂、返回液剂、回收的液剂、纯净液剂和/或直接注入烟道气中的液剂。
[0121] 5.实施例
[0122] 参考以下实施例可以较好地理解前述内容，呈现以下实施例以用于说明的目的并且不意图限制本发明的范围。
[0123] 实施例1
[0124] 洗涤塔汞水平与再排放和添加剂之间的相关性
[0125] 汞测定是基于使所有水性离子汞还原为元素汞，接着元素汞定量释放到掠过样品的空气中。得到的气相元素汞通过原子吸收光谱仪间接定量。最后，气相元素汞被捕获在活性炭填充的过滤器上。
[0126] 汞定量可以使用由Ohio Lumex制造的RA-915+汞分析仪来完成。RA-915+是具有10米(m)多路径光学单元和Zeeman背景校正的便携式原子吸收光谱仪(AAS)。RA-915+的操作是基于与偏振光的高频调制组合的差分Zeeman AAS的原理。此组合消除干扰并且提供最高灵敏度。RA-915+特征的组合导致汞的直接检测，而不初步地积聚在金阱(gold trap)上。RA-915+包括用于野外性能验证的嵌入测试单元。为了现场测量的目的，RA-915+与任选的RP-91C一起使用。RP-91C由气相泵、流量计和气体/液体碰撞取样器组成。AAS使用光的吸收来测量气相汞的浓度。汞在254nm处吸收并且过渡达到较高的电子能态。气相汞浓度根据吸收的量来测定。浓度测量结果在用已知的汞浓度的标准品校准仪器之后根据工作曲线来确定。场地要求包括：5℃至40℃的温度范围、至多98％的相对湿度和84千帕至106.7千帕的大气压力。仪器的灵敏度据报告不受由干扰组分(例如，灰尘、湿气、有机气体和无机气体)引起的至多95％的背景吸收影响。
[0127] 实验室单元是顺序上类似于在条件性地用于连续汞监测器的烟道气样品中的碰撞取样器的设置。两个碰撞取样器串联组装。第二碰撞取样器是干燥的并且用作在检测器之前的液体接收器。Ohio Lumex的第一碰撞取样器填充有约10mL的去离子水和2mL的在10％盐酸溶液中的2％氯化亚锡。氯化亚锡二水合物用来制备溶液。分析级盐酸用来制备溶液以确保不可检测的汞含量。氯化亚锡二水合物和浓盐酸从VWR获得。空气穿过两个碰撞取样器被推到检测器并且以2mL/小时的恒定速率穿过活性炭过滤器。适当的样品体积被快速添加至容纳还原剂的第一碰撞取样器。样品的吸收接下来使用构造的汞标准曲线被转化成汞浓度。
[0128] 标准校正曲线通过使用二级标准品来构造。正常动态分析范围在不稀释的情况下通过直接测定是从1-100μg/kg。标准溶液在2％盐酸溶液中由Teledyne Leeman Labs的汞储备液(在2％盐酸中的1.00mg/mL汞)来制备。每天构造标准曲线。如通过Naperville分析实验室测定的，二级标准溶液包含218ppt汞。论证期间的总的平均斜率是4.74×10-5，其中R2值通常为约0.998。斜率的百分比相对标准偏差RSD是3％。
[0129] 样品通过凭借0.45μ过滤器过滤洗涤塔样品来制备。滤液用去离子水稀释1g至50g，并且然后用1mL的BrCl试剂(从Leeman获得)在环境温度下浸提至少18小时。过量的BrCl在分析之前用0.075mL的12％盐酸羟胺猝灭。
[0130] 在由燃烧高氯烟煤的两个锅炉组成且装备有SCR(选择性催化还原)催化剂的商用能量产生单元(EGU)中收集实施例1的信息。将燃烧气体组合到冷侧ESP(静电除尘器)中，并且然后在释放到大气之前穿过LSFOwFGD(石灰石强制氧化湿式烟道气脱硫器)。煤炭中的氯含量是以收到基计1200ppm。这些单元在wFGD的入口处和在烟囱处使用连续汞监测器来监测。方法30B碳阱用来证实结果。研究结果在以下表1中提供。
[0131] 表1
[0132]
[0133] 在此实施例中，聚二硫代氨基甲酸酯(聚DTC)添加至wFGD水槽以实现汞水平从约10,000ppt降低至小于100ppt。从此实施例清楚的是，当水槽中的浓度降低时，汞再排放被减少。随后，终止聚DTC的添加。如可以看出的，水槽中的汞水平返回到基线附近，即17,
000ppt，并且再排放增加至100％。这证明了wFGD液剂浓度和汞再排放之间的相关性。
000ppt，并且再排放增加至100％。这证明了wFGD液剂浓度和汞再排放之间的相关性。
[0134] 实施例2
[0135] 洗涤塔汞水平与再排放和添加剂之间的相关性
[0136] 在产生513MWg的商用EGU上收集此信息。锅炉燃烧具有400ppm氯含量的烟煤。空气质量控制装置或AQCD由冷侧ESP和LSFO wFGD组成。汞CMM用来测量在wFGD的入口处和在烟囱处的汞。聚DTC被进料到wFGD以影响汞再排放控制。结果在以下表2中提供。
[0137] 表2
[0138]
[0139] 在此实施例中，EGU由于接近56％的再排放而具有仅38％汞捕获。基线wFGD水槽液剂浓度是51,000ppt。一经添加聚DTC来控制汞再排放，则wFGD汞水平降低至小于200ppt。当这发生时，汞再排放减少至零，并且汞的总捕获增加至70％。当终止聚DTC的添加时，wFGD汞水平增加至28,000ppt，且汞再排放类似地增加至63％。此实施例示出了充当控制策略的wFGD汞浓度和再排放之间的联系。
[0140] 实施例3
[0141] 洗涤塔汞水平与再排放和添加剂之间的相关性
[0142] 此实施例在由燃烧次烟煤的550MWg锅炉组成的EGU处进行。单位空气质量控制装置(AQCD)由用于颗粒移除的静电除尘器和用于SOx移除的三个湿式烟道气脱硫器(wFGD)组成。wFGD洗涤塔使用基于钠的溶液来捕获SOx。为了增加烟道气氧化的汞浓度，添加基于卤素的锅炉添加剂比如次氯酸盐。结果在以下表3中提供。
[0143] 表3
[0144]
[0145] 以上看出基线条件即在没有wFGD添加剂的情况下的正常操作条件。wFGD液剂中的汞浓度接近15,000ppt，且测量的汞再排放为23％。一经添加聚DTC来控制汞再排放，则wFGD汞水平降低至小于200ppt，且测量的汞再排放减少至百分之零。这示出了wFGD中的汞水平可以用来控制聚DTC、洗涤塔添加剂的添加。
[0146] 实施例4
[0147] 证明因添加剂而产生的较低ORP和再排放控制之间的相关性的实验
[0148] 室结果
[0149] 实验室实验在实验室wFGD模拟器中进行。测试的条件是：pH＝4.5，[SO32-]＝0.2mM，[Cl-]＝300mM。聚DTC洗涤塔添加剂被引入以使来自实验室喷射起泡器单元的汞再排放控制在100ppm。结果在以下表4中提供。
[0150] 表4
[0151]
[0152] 如在表4可见，添加聚DTC来络合汞消除了汞再排放，同时溶液的ORP变得更负的或按还原电势的方向变化。
[0153] 实施例5
[0154] ORP与再排放和控制
[0155] 在由燃烧高氯烟煤的两个锅炉组成且装备有SCR(选择性催化还原)催化剂的商用能量产生单元(EGU)中收集信息。将燃烧气体组合到冷侧ESP(静电除尘器)中，并且然后在被释放到大气之前穿过LSFO wFGD(石灰石强制氧化湿式烟道气脱硫器)。煤炭中的氯含量是以收到基计1200ppm。这些单元在wFGD的入口处和在烟囱处使用连续汞监测器来监测。方法30B碳阱用来证实结果。结果在以下表5中提供。
[0156] 表5
[0157]
[0158] 如在表5可见，在基线处，即在添加wFGD添加剂之前，汞再排放是高的，为71％，并且ORP是+540mV。与常规方式相反，添加聚DTC来控制再排放导致ORP的降低。的确，如在上表中示出的，在观察到的ORP的降低和汞再排放之间存在允许控制聚DTC添加的相关性。
[0159] 实施例6
[0160] ORP与再排放和控制
[0161] 在产生513MWg的商用EGU上收集此信息。锅炉燃烧具有400ppm氯含量的烟煤。空气质量控制装置或AQCD由冷侧ESP和LSFO wFGD组成。汞CMM用来测量在wFGD的入口处和在烟囱处的汞。聚DTC被进料到wFGD以影响汞再排放控制。结果在以下表6中提供。
[0162] 表6
[0163]
[0164] 如表6中所见，在添加之前，EGU仅捕获燃烧气体中的38％的汞，这部分地归因于穿过wFGD的57％汞再排放。在此条件下的ORP是约+473mM。添加wFGD添加剂来控制汞再排放导致ORP的降低，即更还原的电势(即+16mV)并且汞再排放减少至接近百分之零。总捕获增加至70％，其匹配燃烧气体中在wFGD的入口处的总氧化的汞。正如预期的，一经停止聚DTC的添加，则ORP增大(即，更氧化的电势)，汞再排放增加至64％，并且汞捕获减少至23％。这示出了使用ORP来控制聚DTC的添加。
[0165] 实施例7
[0166] ORP与再排放和控制
[0167] 此实施例在由燃烧次烟煤的550MWg锅炉组成的EGU处进行。单位空气质量控制装置(AQCD)由用于颗粒移除的静电除尘器和用于SOx移除的三个湿式烟道气脱硫器(wFGD)组成。wFGD洗涤塔使用基于钠的溶液来捕获SOx。为了增加烟道气氧化的汞浓度，引入基于卤素的锅炉添加剂比如次氯酸盐。结果在以下表7中提供。
[0168] 表7
[0169]
[0170] 此实施例证明了大于+200mV且至多+2000mV的ORP的“绝对”值在此处不适用。在基线处，溶液ORP是-65mV，且汞再排放为23％并且总捕获为仅52％。添加聚DTC以使ORP降低至约-212mV导致接近零的汞再排放和90％的汞捕获。与基线相比，ORP变得更负的或更还原的。
[0171] 然而不希望受理论限制，以上观察结果与离子汞从wFGD液剂的移除一致。离子汞的移除从被监测的溶液中潜在地减少了氧化物质。理论上，这应导致溶液ORP的降低或更大的负数。这的确在以上实施例中被观察到并且是意外的。wFGD中的聚DTC的进料和ORP或汞浓度之间的相关性证明了在本公开中意外发现的联系。
[0172] 实施例8
[0173] 洗涤塔液剂中的可溶汞浓度的应用
[0174] 图1a和图1b证明了控制洗涤塔液剂中的汞浓度是控制汞再排放的有效方法。洗涤塔中的汞浓度越低，汞再排放越低，并且因此单位汞排放越低。
[0175] 控制汞再排放的一种方法包括添加充足的汞再排放控制添加剂以使水槽液剂中的可溶汞水平降低至500ppt或低于500ppt，优选地低于200ppt。上限可以设置为1000ppt，作为起始点。一旦该水平达到低于此限值，则基于烟道气或煤源中进来的总汞的保持剂量可以被包括。保持剂量可以根据洗涤塔保留时间或排出速率的负性而改变。控制比率在入口处可以是活性汞比总汞的2000至1、1500至1、900至1、500至1、100至1或50至1之间的重量比重量的比率。
[0176] 实施例9
[0177] 氧化还原电势或ORP的应用
[0178] 图2a和图2b证明了ORP是湿式强制氧化洗涤塔中的汞再排放的有效、间接的量度。聚二硫代氨基甲酸化合物(例如，MerControl 8034)的剂量可以直接依赖于ORP的变化。一旦ORP小于100mV，则保持进料速率可以基于在燃料(例如，煤炭)中发现的进来的汞浓度而开始。对于每种洗涤塔类型、强制氧化的量、洗涤塔效率等等，ORP值可以是不同的。Δ值(即，ORP的变化)越高，液剂可能变得更还原的。
[0179] 图2c示出了从商用500+MW燃煤发电单元(EGU)收集的数据。锅炉用东方烟煤点燃。EGU配备有选择性催化还原装置(SCR)和在强制氧化操作中采用石灰石的湿式烟道气脱硫器(wFGD)。烟道气汞浓度和物质形成使用位于wFGD的入口和出口处的连续汞监测器(CMM)来确定。所有测量结果在单元的满负荷下作出，并且用方法30B碳阱周期性地确证。ORP(氧化还原电势)使用可商购的仪器来连续测量并且在wFGD操作温度下相对于银/氯化银参考电极来报告。百分比汞再排放使用以下方程式来计算：
[0180]
[0181] 结果示出了ORP和百分比汞浓度之间的相关性，相关系数为0.999。这是使用示出ORP相对于汞再排放的预测性性质的工厂数据的良好的相关性。
[0182] 实施例10
[0183] 硫化物浓度的应用
[0184] 来自实验室和野外的数据证明了用于防止在燃煤发电厂处的汞再排放并且从而降低总汞排放的wFGD添加剂剂量控制的硫化物离子选择电极(ISE)的有用性。图3示出了在实验室中收集的数据，其中汞再排放控制添加剂等份添加至电解质溶液(0.1M硫酸钠，Na2SO4，在去离子水中)。比较氧化还原电势(ORP)电极和硫化物选择性离子选择电极(ISE)的响应。可以看到的是，两者均对汞再排放控制添加剂以类似方式的添加起反应。
[0185] 图4示出了为控制穿过wFGD洗涤塔的汞再排放而在wFGD添加剂示范期间实地实时地收集的数据。图的下部分上的实线数据表示wFGD添加剂的进料速率并且对应于次y轴。在图的上部分上以正方形示出的数据点对应于主y轴，并且表示如通过在线硫化物离子选择电极测量的在wFGD洗涤塔液剂中的硫化物浓度。可以看到的是，汞再排放控制添加剂进料的增加导致硫化物浓度的增大。
[0186] 前述实施例证明了洗涤塔液剂离子汞浓度、氧化还原电势和硫离子浓度可以被单独地或共同地使用，以监测汞再排放并且调节汞再排放控制添加剂的添加速率，从而减少汞再排放或保持汞再排放的选定水平。
[0187] 以绝对术语或以近似术语给出的任何范围意图包括两者，并且本文使用的任何定义意图是阐明的并且不是限制的。尽管陈述本发明的宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在特定实施例中陈述的数值仍被尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由在它们相应的测试测量中存在的标准偏差必然造成的某些误差。此外，本文公开的所有范围应被理解为涵盖被包括在其中的任何和所有的子范围(包括所有的分数值和整数值)。
[0188] 此外，本发明涵盖本文描述的各种实施方案中的某些或全部的任何和所有可能的组合。本申请中引用的任何和所有的专利、专利申请、科学论文、和其他参考文献、以及其中引用的任何参考文献据此通过引用以其整体并入。